Considerazioni sul uso dei piranometri nel fotovoltaico

Appena di rientro da un corso della LSI Lastem sull’uso dei piranometri nel fotovoltaico.

Per chi non lo sapesse, i piranometri sono degli strumenti per la misura della radiazione solare sulla superficie terrestre. Ne esistono di tre tipi e sono fatti pressapoco così:

Tipologie Piranometri
  1. Il primo tipo e’ a cella fotovoltaica con silicio monocristallino o policristalino altrimenti detto solarimetro;
  2. Il secondo usa un diodo fotosensibile;
  3. il terzo cioè il piranometro vero e proprio è costituito da un corpo nero su cui è incollata una termocoppia che genera una piccola corrente al variare della temperatura del corpo nero.

Nel fotovoltaico i piranometri vengono usati per stimare preventivamente la producibilità di un campo solare in progetto oppure stimare il rendimento di un campo in produzione. Nel secondo caso spesso il rendimento e’ legato a penali che l’installatore deve pagare nel caso il rendimento dell’impianto non garantisca una certa produttività stabilita nel contratto.
Questo giusto per dare alcune informazioni sullo strumento.

Ed ora veniamo all’idea che mi sono fatto durante il corso.
Generalmente in campo fotovoltaico si sono sempre usati i primi due tipi di piranometro perchè meno costosi e meno delicati nella manutenzione sebbene avessero il difetto di essere poco sensibili per alcune inclinazioni del sole (prevalentemente al mattino e al tramonto) o addiritura tagliare alcune frequenze dello spettro della radiazione solare. Ora per ragioni di marketing si sta imponendo il piranometro a corpo nero che non soffre dell’inclinazione del sole rispetti allo strumento e capta tutte le frequenze. Pertanto viene presentato per più preciso, peccato che solo ora (dopo averne acquistato uno!) ho capito che tutta questa precisione non serve ma addirittura porta a sopra stimare la produzione del campo solare sia in fase di progetto che in fase di verifica. Questo avviene in quanto il piranometro a corpo nero essendo più sensibile capta tutte le frequenze dello spettro ma, il panello solare che è fatto di silicio mono o policristallino capta proprio le stesse frequenze che capterebbe un solarimetro a cella fotovoltaica dunque a parte il costo maggiorato dello strumento, il danno maggiore sarebbe proprio una stima di produttività maggiore (anche di un 25% !) che contribuisce a sballare il business plan non di poco.

Sensibilita’ Spettrale Piranometri

Inoltre, pare di capire che il piranometro a corpo nero abbia molti problemi di efficienza: spesso nelle calotte di vetro che lo ricoprono si forma la rigiada che si toglie soltanto con un filtro di sali che periodicamente deve essere cambiato (anche ogni 3-4 giorni nei casi più gravi), le polveri diminuiscano la sensibilità ma soprattutto, il corpo nero assorbente è ricoperto di vernice nera per l’appunto la quale dopo qualche stagione si scrosta e rende inutilizzabile lo strumento. A meno che, si abbia un operatore che spesso si reca in sito questo può inficiare le rilevazioni.

Allora la domanda è: risulta utile acquistare un piranometro a corpo nero se non permette di confrontare i risultati con la produttività dei panelli da istallare o già istallati?
La risposta mi pare chiara: decisamente NO! Pertanto, se qualcuno sta’ meditando di acquistarne uno, rifletta anche su queste poche considerazioni personali e non esiti a contattarmi per un confronto.
A queste conclusioni sono giunti molti dei colleghi presenti in sala. “Capivano” molto meno questo problema gli universitari per i quali non contano i problemi economici purché si abbia la precisione. Ora visto che noi ne abbiamo sul campo uno e i primi dati cominceremo ad acquisirli verso la metà di febbraio, vi riferirò dei risultati ma sicuramente nel capo solare in funzione monteremo anche un solarimetro classico per confrontare i risultati. Ricordando che nel mondo “reale”:

“L’unico vero rendimento è quello economico”.

P.S.: Il materiale fotografico di questo post è tratto dalle dispense fornite da LSI Lastem.

 

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2 thoughts on “Considerazioni sul uso dei piranometri nel fotovoltaico

  1. Andreas

    Complimenti! Mi è piaciuto il tuo modo semplice, da chi sta’ dall’altra parte della cattedra (in questo caso la cattedra di LSI ) di osservare e tirare fuori le Tue conclusioni..!
    Ti dirò di più: le maggiori differenze che trovi all’alba e al tramonto non sono solo dovute al fatto che il solarimetro è ‘direttivo’ come lo sono i moduli fotovoltaici, poiché la loro superficie captante è piatta e non semisferica, ma anche perchè -sembra strano- ma la componente di infrarosso è maggiore in quelle ore. Infatti in quelle ore il sole non ha energia e prevalgono le onde infrarosse, deboli, (o comunque che si sono indebolite da un filtraggio maggiore da parte dell’atmosfera x via dell’inclinazione).
    Insomma, per le tue considerazioni accennate ed intuite qua e là, si può affermare che i solarimetri sono più accurati nella misura della radiazione solare utile per un impianto fotovoltaico.
    Io faccio spesso il paragone con i benchmark dei fondi di investimento. Se il mio benchmark(piranometro a termopila) comprende tutti i titoli (azionari o obbligazionari che siano) della UE quando il fondo è italiano, mentre il solarimetro (piranometro a cella PV) comprende solo i titoli presenti nel ‘fondo italiano’ , quale credi sia il benchmark più preciso ?
    p-s-: ok, lo ammetto, costruisco solarimetri, …ma anche piranometri per ..attaccare il somaro dove vuole l’asino..!!!

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    1. Vincenzo Antedoro Post author

      Grazie per i complimenti e sopratutto per il commento. Questo post nel corso degli anni ha totalizzato centinaia di visite. Molti mi hanno scritto in seguito nel corso degli anni confermando quanto intuito in quel occasione. Oggi posso confermare che usare un piranometro per i benchmark e relative penali, può equivalere a mettersi un cappio al collo.

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